高三選修物理 DeltaMOOCX

1. 電流
電流、電壓、電阻的測量
國立臺東高中 趙臨軒老師

2. 大綱
•檢流計的基本原理
•安培計的基本原理與使用方式
•伏特計的基本原理與使用方式
•電阻的測量

3. 檢流計
• 電路符號：Ｇ
• 指針偏擺方向顯示電流方向
• 量測範圍： 微安培 ,10-6 A
• 電阻值： rg
http://zfang.zipko.info/1094.html
指針右偏
指針左偏
黑紅
紅黑

4. 檢流計
• 原理：
• 當電流通過線圈時，會使線
圈在磁場中偏轉。
• 指針偏轉的角度 越大
• 通過檢流計的電流 越大
• 檢流計的端電壓 越大
• 電阻要極小，才不會影響測
量值
永久
磁鐵
指針
扭力
彈簧
線圈
來自維基百科

5. 安培計：測量電流的儀器
網路搜尋
安培計
主要量測單位
指針歸零
調整旋鈕
接往迴路負極
• 接往迴路正極
• 三個接點 代表最大範
圍不同
• 5：最大 5 A
• 500：最大 500 mA
• 50：最大 50 mA
• 電路符號
A

6. • 檢流計併聯一個低電阻
安培計 原理
網路搜尋 電阻值極小的電路元件
安培計 𝑟𝐴
𝑟
G
𝑟𝑔𝑰 𝒈
𝑰
𝑰 𝒓
黑 紅
電流量測範圍
大於檢流計
𝑰 = 𝑰 𝒈 + 𝑰 𝒓
𝑟𝐴 =
1
1
𝑟𝑔
+
1
𝑟
𝑟𝐴 < 𝑟𝑔 𝑟𝐴 < 𝑟

7. 安培計的使用
網路搜尋
接往
迴路負極
• 接往迴路正極
• 安培計與待測電路 串聯
紅
黑
+ -
A B
電流
A

8. 接上 安培計的測量問題
• 未接上 安培計 • 接上 安培計
+ -
A B
I
+ -
A B
𝑰 𝑨
V
R
𝐼 =
𝑉
𝑅
A
V
R 𝑟𝐴
𝐼𝐴 =
𝑉
𝑅 + 𝑟𝐴
𝐼 > 𝐼𝐴
當 R ≫ 𝑟𝐴
𝐼 ≈ 𝐼𝐴
安培計的電阻
𝑟𝐴要極小，才
可提高準確度

9. • 檢流計串聯一個高電阻
伏特計 原理
電阻值極大的電路元件
伏特計 𝑟𝑉
𝑟
G
𝑟𝑔
𝑰 𝒈𝑰
黑 紅
端電壓量測範圍
大於檢流計
𝑰 = 𝑰 𝒈
𝑟𝑉 = 𝑟𝑔 + 𝑟
電阻𝑟 極大
𝑟𝑉 極大

10. 伏特計
• 接往迴路正極
• 三個接點 代表最大範圍不同
• 3：最大 3 V
• 15：最大 15 V
• 300：最大 300 V
• 電路符號
伏特計
主要量測單位
指針歸零
調整旋鈕
接往
迴路負極
http://zfang.zipko.info/
V

11. 伏特計的使用
• 伏特計 與 待測電路 併聯
接往
迴路負極
http://zfang.zipko.info/
+ -
A B
電流
紅 黑
V

12. 接上 伏特計的測量問題
• 未接上 伏特計 • 併聯 伏特計
+ -
A B
I
R
𝑉 = 𝐼 ∙ 𝑅
當 𝑟𝑉 ≫ 𝑅
𝐼′ = 𝐼 𝑉 + 𝐼 𝑅
伏特計的電阻𝑟𝑣要極大，才可提高準確度
+ -
A B
𝐼′
紅 黑
V
𝑟𝑉
R
𝐼 𝑉
𝐼 𝑅
𝑅′
𝑅′ =
1
1
𝑅
+
1
𝑟𝑣
𝑉′ = 𝐼′ ∙ 𝑅′電阻R的端電壓
端電壓的測量值
𝑅′ ≈ 𝑅 𝐼′ ≈ 𝐼
𝑉′ ≈ 𝑉

13. 電阻值之測量
•先測量電阻的 電流 與 端電壓
•伏特計和安培計的放置方式有兩種
測量高電阻測量低電阻
+ -
A B
R
A
V
+ -
A B
R
A
V

14. 測量低電組
• 伏特計 顯示的端電壓：
• 安培計 顯示的電流卻是包含了通過伏特
計的總電流
+ -
A B
R
A
V
𝐼 𝑅
𝐼 𝑉
𝐼′ = 𝐼 𝑅 + 𝐼 𝑉
𝑉
=
𝑉
𝑅
+
𝑉
𝑟𝑉
𝑅測量 =
𝑉
𝐼′
=
𝑉
𝑉
𝑅
+
𝑉
𝑟𝑉
=
𝑅
1 +
𝑅
𝑟𝑉
≪伏特計電阻𝒓 𝑽待側物電阻𝑹
≈ 𝑅

15. 測量高電組
• 安培計 顯示的端電壓：
• 伏特計 顯示的端電壓卻是包含通過安培
計的
𝑽′ = 𝑽 𝑹 + 𝑽 𝑨
𝑰
= 𝑰 ∙ 𝑹 + 𝑰 ∙ 𝒓 𝑨
𝑹測量 =
𝑽′
𝑰
=
𝑰 ∙ 𝑹 + 𝑰 ∙ 𝒓 𝑨
𝑰
= 𝑹 + 𝒓 𝑨
≫安培計電阻𝒓 𝑨待側物電阻𝑹
≈ 𝑹+ -
A B
R
A
V
𝒓 𝑨

16. Thanks for your attention